Materiale utilizate pentru studiul experimental au fost: SR EN ISO 18275:2012 și EN 10058 S235JR. Compoziția materialelor studiate sunt prezentate în… [301989]

3.5 Materiale utilizate

Materiale utilizate pentru studiul experimental au fost: SR EN ISO 18275:2012 și EN 10058 S235JR. Compoziția materialelor studiate sunt prezentate în Tabelul 3.1 .

Tabelul 3.1

[anonimizat] 3.2

Tabelul 3.2

EN 10058 S235[anonimizat] 5% [anonimizat], Mn, Cr-Ni, Cr-Mn, Cr-Ni-Mo etc.

Aceste oțeluri prezintă o [anonimizat]-le proprietăți superioare acestora :[anonimizat], rezistență și duritate mărite.

SR EN ISO 18275:2012 este un oțel nealiat de scule.

[anonimizat]. Ele au un conținut ridicat de carbon și conțin: crom, wolfram, vanadiu, molibden, eventual mangan și cobalt.

Figura.3.7 prezintă variația rezistenței la tracțiune cu temperatura pentru materialele studiate.

Prin creșterea temperaturii de deformare rezistența la tracțiune pentru ambele materiale scade.

Fig.3.7 Variația rezistenței la tracțiune în funcție de temperatură

3.6 Rezultate experimentale

Deformarea s-a realizat in urmatoarele domeniile de viteze și temperaturi :

V0= 0,75-2,5 mm/s

T0 = 700-11000C

D0= 3,2mm; 2,4 mm; 1,6 mm pentru SR EN ISO 18275:2012

D0= 4 mm; 2 mm pentru EN 10058 S235JR

Vitezele de contratragere au fost determinate utilizand vitezele de tragere și raportul de transmitere al roților dințate i:

(3.1)

; z1=61; z2=38

V1= 0,46 – 1,5 mm/s

[anonimizat].

Pentru materialul EN 10058 S235JR

Fig.3.8 e)

Fig.3.8 f)

Fig.3.8 g)

În figura 3.9-a) este prezentat variația forței de tragere în funcție de cursă pentru diametrul de 1,6mm a semifabricatului. Se poate observa că prin creșterea temperaturii forța necesară deformării scade. Se poate observa că la viteze de tragere de V0= 2,5 mm/s semifabricatul se rupe indiferent de temperaturile aplicate datorită vitezelor de răcire insuficiente.

Fig.3.9-a)

În figura 3.9-b) este prezentat variația forței de tragere în funcție de cursă la diametrul de 2,4 mm a semifabricatului. Cele mai bune rezultate au fost obținute la temperatura de 850o C; 1000o C ; 1100o C și viteza de tragere de 1,5 mm/s.

Fig.3.9-b)

Figura 3.9-c) este prezentat variația forței de tragere în funcție de cursă la diametrul de 3,2 mm a semifabricatului. Se poate observa că la temperatura de 900o C și viteza de tragere de = 2,5 mm/s semifabricatul se rupe.

Fig.3.9-c)

Pentru materialele studiate procesul a fost stabil pentru viteze de tragere sub 2 mm/s și pentru toate temperaturile. Peste viteze de tragere de 2 mm/s procesul a fost instabil ducând la ruperea sârmelor.

Acest fenomen poate fi explicat fie prin timpul insuficient care nu a permis propagarea temperaturii și încălzirea uniformă pe secțiune a sârmei, fie prin viteza prea mică de răcire.

[anonimizat]- deformație. Figura 3.11 și 3.12 prezintă variația tensiunii de deformare funcție de deformație pentru materialul SR EN ISO 18275:2012

Fig.3.11

Fig.3.12

Se poate observa că prin creșterea temperaturii de deformare tensiunea necesară deformării scade.

Creșterea temperaturilor de deformare determină micșorarea efortului de deformare pentru toate materialele studiate. O influență deosebită asupra efortului de deformare o are și valoarea gradului de deformare(coeficientul de întindere) al semifabricatului. Pentru toate materialele studiate s-a observat că prin creșterea gradului de deformare, efortul de deformare crește.

In imaginile din figura 3.13 sunt prezentate cateva dintre semifabricatele trase EN 10058 S235JR.

Fig.3.13 Semifabricate rezultate in urma tragerii fără filieră

3.7 Analiza microstructrala si proprietățile fizico-mecanice ale semifabricatelor trase

Considerații generale

Analiza microstructurala a inclus studiu de microscopie optica si electronica pentru

semifabricate trase fara filiera.

Studiul proprietăților fizico-mecanice ale semifabricatelor trase fără filieră au inclus analiza durității sarmelor trase in diferite conditii de deformare.Parametrii termici ai procesului, temperatura de deformare și viteza de răcire sunt principali parametrii care determină proprietățile mecanice ale semifabricatelor trase.

Analiza microstructurală

În vederea studiului microstructurii semifabricatelor trase au fost luate probe din cele 3 zone semnificative: zona nedeformată(1), zona gâtuită(2) și zona deformată(3), în urma secționării longitudinale a semifabricatelor conform figurii 3.1 4

Fig.3.14

După înglobarea în rășină sintetică, probele au fost șlefuite cu hârtie abrazivă de diferite granulații (200….800), iar apoi lustruite cu alumină metalografică pâslă. Atacul chimic al suprafeței probelor s-a realizat cu reactiv de tip nital ce conține între 2-5% acid azotic și alcool etilic. Analiza microstructurii s-a realizat cu ajutorul unui microscop metalografic tip OLYMPUS.

Analiza structurală a ținut cont de tipul materialului deformare și de condițiile deformării( temperatura, reducere).

d=2 mm; T=8500C EN 10058 S235JR

Fig.3.25-l)

d=2 mm; T=10000C EN 10058 S235JR

Fig.3.25-n)

d=4 [mm]; T=8500C EN 10058 S235JR

d=4 mm; T=10000C EN 10058 S235JR

Fig.3.25-q)

Imagini SEM a aliajelor SR EN ISO 18275:2012 și EN 10058 S235JR deformate prin tragere fără filieră în diferite condiții de deformare.

În toate imaginile tipul de rupere este rupere de tip ductilă, deoarece se pot observa gropițele, ruperea făcându-se transgranular. Sunt observate la suprafața ruptă trei tipuri de gropițe: gropițe de dimensiuni mari cauzate de particulele grosiere, gropițe mijlocii cauzate de precipitatele de la limita de grăunți și gropițe de mici dimensiuni cauzate de densitatea mare a particulelor fine.

Diferența de ductilitate între materiale se poate observa pe suprafața zonelor rupte.

Studiul durității

Fig.3.26 Imagine a durimetrului electronic

Determinările de duritate au fost realizate utilizând metoda Vickers, datorită intervalului larg de măsurare pe care îl permite.

Variația durității cu temperatura pentru SR EN ISO 18275:2012 prezentat în figura.3.27 și EN 10058 S235JR în figura.3.28.

SR EN ISO 18275:2012

Fig.3.27. Variatia duritatii cu temperatura de deformare

EN 10058 S235JR

Fig.3.28. Variatia duritatii cu temperatura de deformare

Duritatea semifabricatelor trase crește prin creșterea temperaturii de deformare.

Aplicarea unui tratament termic semifabricatelor trase poate fi realizată fie în timpul, fie ulterior procesului de tragere. Aceste tratamente pot fi: căliri, normalizări, tratamente termomecanice.

Procedeul de tragere fără filieră poate fi considerat ca fiind un tratament termomecanic; deformarea influențand cinetica și mecanismul tranformărilor de fază și structurale ce au loc la operațiile ulterioare de tratament termic. Principial, tratamentul termomecanic de temperatură înaltă constă în deformarea plastică la temperatură ridicată a materialului adus în stare monofazică, urmată de o răcire rapidă pentru împiedicarea desfășurării proceselor de recristalizare și fixarea stării structurale care a luat naștere prin deformarea la cald.

În cazul oțelurilor, tratamentul termomecanic la temperatură înaltă constă în deformarea plastică la cald a austenitei stabile, la temperaturi imediat superioare punctului Ac3 cu o reducere dependentă de tipul oțelului de 30%-60%, urmată de călire și revenire joasă. In cazul tratamentului termomecanic la temperatură joasă deformarea are loc sub punctul A1, urmată de călire și o revenire înaltă. Deformarea plastică provoacă ecruisarea la cald a austenitei, urmată imediat de călirea la martensită sau la austenită suprasaturată. Starea ecruisată a austenitei este transmisă și martensitei formate rezultand o martensită fină.

Principalele proprietăți îmbunătățite în urma tratamentelor termomecanice de temperatură înaltă sunt: rezistența la tracțiune și tenacitatea.

Parametrii tehnologici principali care influențează rezultatele tratamentelor termomecanice sunt: temperatura de austenitizare, temperatura de deformare, gradul de deformare, viteza de răcire după deformare, temperatura de revenire.